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神奇的液体:人人都可以“轻功水上漂”

时间:2020-06-24 10:02:29       来源:蝌蚪五线谱

01、神奇的口香糖开椰子实验

央视节目《加油!向未来》中曾经进行过这样一个实验:利用口香糖破开了坚硬的椰子外壳。如果你没有看过这个节目,那我们来回顾一下吧:

怎么样,看到这一幕,是不是感觉有点难以置信?甚至有的网友看完之后问:

事实上,就算你用手使非常大的力气拍到这样呈锥状的口香糖上,你的手部顶多会因为大力拍桌子而感到疼痛,但不会被戳烂的啦。

为什么口香糖对我们人体无害,却能对椰子造成致命一击呢?

这是由于口香糖属于一个特殊的家族:非牛顿流体(又称剪切增稠流体)。

02、柔软与坚硬的结合:非牛顿流体

要想明白什么是非牛顿流体,那我们需要从牛顿流体开始。

首先,任何一种流体的内部都具有粘性。我们所熟知的石油、沥青等流体的粘性就非常强;而纯净水、盐水、糖水等流体内部同样有粘性的存在,只是不那么明显。这种粘性在力学中被描述为“流体层间的剪切力”。

当我们大力搅拌这些流体时,它们内部的粘性就会增加。如果增加的粘性与我们搅拌的力度为线性关系,那么这种流体就叫做牛顿流体(力学描述为:“剪切力与剪切应变率为线性关系”),而那些不成线性关系,粘性剧烈增强的流体就叫做非牛顿流体,又叫做剪切增稠流体。

手指抽出的速度略快了些,都产生了明显的粘性。

翻译成大白话就是这样的:非牛顿流体在受力缓慢时,产生的阻力较弱;受力剧烈时,产生的阻力就会非常大,甚至会出现固体的形态。

所以我们称之为“吃软不吃硬”,是一个实实在在的“矛盾体”。

我们日常生活中有着非常多的非牛顿流体,最典型的当属厨房里的淀粉溶液。如果你做过饭,那自然就知道,使劲搅拌淀粉溶液是很费劲的。

所以,猛烈砸下来的椰子壳外表很坚硬,可以激发出口香糖“坚硬的内心”,而我们手部非常柔软,正常情况下,大力拍打锥状口香糖是不可能受到严重伤害的!

当然啦,如果你冲着科学家专门研制的剪切增稠液打上一拳,可能就会很疼了:

03、非牛顿流体还能这么玩

科学家们利用非牛顿流体的独特性质开发出了许多非常神奇的产品。例如,我们无法在水面上行走:

却可以在这种液体上行走如飞:

当然啦,如果保持静止不动,你就会深陷其中:

科学家们还将这种非牛顿流体应用在防弹衣上,将凯夫拉纤维侵泡在特制的剪切增稠液中,其抗弹能力可以得到极大的增加,从而可以大大减轻防弹衣的重量。

怎么样,即使是普通的口香糖背后竟然也有这么多奥妙!下一次吃口香糖的时候,一定别忘了和伙伴科普一下!

关键词: 口香糖